JPH0674850B2 - Metal diaphragm valve - Google Patents
Metal diaphragm valveInfo
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- JPH0674850B2 JPH0674850B2 JP62181320A JP18132087A JPH0674850B2 JP H0674850 B2 JPH0674850 B2 JP H0674850B2 JP 62181320 A JP62181320 A JP 62181320A JP 18132087 A JP18132087 A JP 18132087A JP H0674850 B2 JPH0674850 B2 JP H0674850B2
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Description
【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention
本発明は各種ガス工業、分析、医療、生物工学、計装な
どに用いられる比較的小口径の金属製ダイヤフラムを用
いたダイヤフラム弁に関するものである。The present invention relates to a diaphragm valve using a metal diaphragm having a relatively small diameter used in various gas industries, analysis, medical care, biotechnology, instrumentation and the like.
従来、金属製ダイヤフラムを用いた弁として例えば第5
図で示すような特開昭61−244976で開示されたものがあ
る。 このものは、流体入口11と流体出口12に連通する浅窪状
の栓室16の底面に栓座15を設けた筐体10と、栓座15の上
方に配設されて前記栓室16の気密を保持すると共に、擬
弾性変形により栓座15へ当座して流体を遮断するNi−Ti
合金製のダイヤフラム17と、ダイヤフラム17の上方に昇
降自在に配設され、これを弁座15へ当座せしめるスピン
ドル18とよりなり、前記Ni−Ti合金製ダイヤフラム17の
擬弾性特性による復元力により開放時にダイヤフラム17
を栓座15から離座せしめることを特徴とする流体遮断開
放器である。 すなわちダイヤフラム17はNi−Ti系の合金を用いて形成
し、設定されたAf変態温度を越える温度で擬弾性変形を
する。そしてAf変態温度よりやや高い目の温度条件で使
用し、スピンドル18を下方へ押圧しダイヤフラム17の擬
弾性変形に抗してダイヤフラム17を栓座15へ押し付けて
擬弾性特性によって下方へ膨出した状態に変形させ栓座
15に当座して閉とする。開放する場合はスピンドル18を
上方へ引き上げるとダイヤフラム17のスピンドル18によ
り窪部がNi−Ti合金の有する擬弾性特性により縮んで平
板状に復元し栓座15より離座して開放されるものであ
る。そしてダイヤフラム17は筐体10と押え金23との間で
筐体10に締め付ける袋ナット21によってガスケット22を
介して挟着され、栓室16を気密に保持している。Conventionally, as a valve using a metal diaphragm, for example,
There is one disclosed in JP-A-61-244976 as shown in the figure. This is a case 10 in which a stopper seat 15 is provided on the bottom surface of a shallow recessed stopper chamber 16 that communicates with a fluid inlet 11 and a fluid outlet 12, and a stopper chamber 16 that is disposed above the stopper seat 15 Ni-Ti that keeps airtightness and blocks fluid by contacting the stopper seat 15 by pseudo elastic deformation
It consists of an alloy diaphragm 17 and a spindle 18 which is arranged above the diaphragm 17 so as to be able to move up and down and rests against the valve seat 15, and is opened by the restoring force due to the pseudo-elastic characteristics of the Ni-Ti alloy diaphragm 17. Sometimes diaphragm 17
The fluid cutoff opener is characterized in that the valve is separated from the stopper seat 15. That is, the diaphragm 17 is formed by using a Ni-Ti based alloy and undergoes pseudoelastic deformation at a temperature exceeding the set Af transformation temperature. Then, it was used at a temperature condition slightly higher than the Af transformation temperature, and the spindle 18 was pressed downward to press the diaphragm 17 against the stopper seat 15 against the pseudo elastic deformation of the diaphragm 17 and bulged downward due to the pseudo elastic characteristic. Transform into a state and plug
Close to 15 at present. When opening, when the spindle 18 is pulled upward, the hollow portion of the diaphragm 17 is contracted by the spindle 18 of the diaphragm 17 due to the pseudo-elastic property of the Ni-Ti alloy and restored to a flat plate shape. is there. The diaphragm 17 is sandwiched between the housing 10 and the presser foot 23 by a cap nut 21 that is fastened to the housing 10 via a gasket 22, and holds the stopper chamber 16 in an airtight manner.
上記流体遮断開放器の欠点は次の通りである。 イ)ダイヤフラム挟着部の気密を保つためにガスケット
22を用いている。このため流体が腐食性のガスを用いる
場合にガスケットが腐食劣化する。また洗浄度が要求さ
れる分析医療等の分野ではガスケットから発生する異物
が流体中に混入する恐れがある。 ロ)ダイヤフラム17としてNi−Ti系の形状記憶合金を用
いなければならず、この合金のAf変態温度の管理が困難
で又高価である。 ハ)弁は設置場所や流体温度によって使用時の温度が変
化するため、一定の条件下でしか使用できない。 ニ)ダイヤフラム17はその外周が挟着固定された状態で
の擬弾性変形内で直接引張力を与える変形であるため、
変形量は大きく取れず、弁座を開放するリフトは小さな
ものしか得られず、流体が通過する流過抵抗は大きなも
のとなる。 ホ)弁の閉塞時は元の復元形状に抗してスピンドル18で
強制的に変形させているため、長期の繰り返し使用に対
して形状記憶合金の擬弾性特性が徐序に失われ、復元作
用が働かなくなる。 本発明は上記の問題点を解消するダイヤフラム弁及びダ
イヤフラム弁用のダイヤフラムを提供するものである。The drawbacks of the fluid cutoff opener are as follows. B) Gasket to keep airtightness of the diaphragm clamping part
22 is used. Therefore, when a corrosive gas is used as the fluid, the gasket is corroded and deteriorated. Further, in the field of analytical medicine and the like where cleanliness is required, foreign matter generated from the gasket may be mixed in the fluid. (B) A Ni-Ti-based shape memory alloy must be used as the diaphragm 17, and it is difficult and expensive to control the Af transformation temperature of this alloy. C) The valve can be used only under certain conditions because the temperature during use changes depending on the installation location and fluid temperature. D) Since the diaphragm 17 is a deformation that gives a tensile force directly within the pseudo-elastic deformation in a state where the outer periphery is clamped and fixed,
A large amount of deformation cannot be obtained, only a small lift that opens the valve seat can be obtained, and the flow resistance through which the fluid passes becomes large. E) When the valve is closed, the spindle 18 is forcibly deformed against the original restored shape, so the pseudo-elastic properties of the shape memory alloy are gradually lost due to repeated use over a long period of time, and the restoring action is restored. Will not work. The present invention provides a diaphragm valve and a diaphragm for a diaphragm valve that solve the above problems.
本発明の要旨は、ダイヤフラムの外周部を弁と密封的に
挟持して弁の弁座に対向して配置し、該ダイヤフラムの
中央部を弁座方向に変位させる負荷手段をダイヤフラム
に対して弁座とは反対側に設け、該負荷手段の印加によ
ってダイヤフラムを弁座に当接させ、負荷手段の解除に
よってダイヤフラムを原形状に自己復帰させて弁の開閉
を行うダイヤフラム弁において、 前記ダイヤフラムは中央部が弁座と離れる方向に大きな
曲率半径を持つ部分球殻形状に膨らみ、少なくとも周辺
部にダイヤフラムの材質より柔らかい金属をメッキした
金属製薄板からなり、該ダイヤフラムの荷重−変位特性
は極大値と極小値とを有し、且つ極小値は正の荷重であ
ることを特徴とするダイヤフラム弁である。The gist of the present invention is to dispose a load means for displacing a central portion of the diaphragm in a valve seat direction with respect to the diaphragm, the outer peripheral portion of the diaphragm being hermetically sandwiched between the valve and the valve seat. A diaphragm valve provided on the side opposite to the seat, in which the diaphragm is brought into contact with the valve seat by applying the load means, and the diaphragm is self-returned to its original shape by releasing the load means to open and close the valve, wherein the diaphragm is at the center. The part bulges into a partial spherical shell shape with a large radius of curvature in the direction away from the valve seat, and consists of a metal thin plate plated with a metal softer than the material of the diaphragm at least in the peripheral part, and the load-displacement characteristic of the diaphragm is a maximum value. And a minimum value, and the minimum value is a positive load.
本発明は上記の構成であるから、弾性的に自己反復復元
するダイヤフラムの中でも、特にダイヤフラムの荷重−
変位特性は極大値と極小値とを有す性質を備えたもの、
即ち荷重−変位特性が比例的でなく、荷重に対して変位
が大きい、極大値と極小値を描く性質のダイヤフラム弁
である。このため、単に荷重と変位が比例的に上昇する
ものと比べて変位量が荷重に対して大きく得られ、しか
も極小値が正の値であるから弾性的に自己反復復元す
る。 従って自己復元力を備えたダイヤフラム弁の中でも、荷
重−変位特性が比例的に変化しないので、変位量のみ大
きく変化する性質の大きな開閉リフトを持ったダイヤフ
ラムが得られる。又復元させるための部材等を別に設け
る必要がなく、弁座と反対側でダイヤフラムの中央部を
弁座側に変位させるだけで弁を開閉することが出来る。 またダイヤフラムの少なくとも周辺部にメッキした軟質
金属によってダイヤフラム挟着部がシールされる。この
ため弁内部に合成樹脂等のシール材を設ける必要がない
ので異物が混入する恐れやシール性が劣化する恐れがな
い。 以上の結果、形状が簡単になり、流量が大きく金属粉が
発生しないクリーンなダイヤフラム弁を得ることが出来
る。Since the present invention has the above-described configuration, among the diaphragms that elastically self-repeatly restore, particularly the load of the diaphragm-
The displacement characteristic has the property of having a maximum value and a minimum value,
That is, the diaphragm valve is not proportional to the load-displacement characteristic and has a large displacement with respect to the load, and has a property of drawing a maximum value and a minimum value. Therefore, the displacement amount can be increased with respect to the load as compared with the case where the load and the displacement are proportionally increased, and since the minimum value is a positive value, elastic self-repetitive restoration is performed. Therefore, even in a diaphragm valve having a self-restoring force, the load-displacement characteristic does not change proportionally, so that a diaphragm having a large opening / closing lift in which only the amount of displacement greatly changes can be obtained. Further, it is not necessary to separately provide a member for restoring the valve, and the valve can be opened and closed simply by displacing the central portion of the diaphragm toward the valve seat side on the side opposite to the valve seat. Further, the diaphragm clamping portion is sealed by the soft metal plated on at least the peripheral portion of the diaphragm. Therefore, since it is not necessary to provide a sealing material such as synthetic resin inside the valve, there is no risk of foreign matter entering or deterioration of sealing performance. As a result, it is possible to obtain a clean diaphragm valve having a simple shape, a large flow rate and no generation of metal powder.
以下本発明の一実施例を図面を参照しながら説明する。 1はダイヤフラム弁の本体で、次のように構成されてい
る。左側に流入口3、右側に流出口4を形成し、中央部
に流入口とつながり流れ方向を上向きにする上向き流路
5を形成し、更に上向き流路5の流出口側に流出口4と
つながり、流れ方向が下向きである下向き流路6を形成
する。 また上向き流路5の上端部には弁座7を設け、弁座7の
上面にはAl、Cu、Ag、Au等の柔らかい金属がメッキして
ある。弁の本体上部は開放されており、本体1のふた2
を嵌合装着し、嵌合したふたのストッパーとして本体1
の嵌合部に段差12を形成する。本体1にふた2を嵌合装
着することによって本体1の上部とふた2との間に流体
室13が形成され、この流体室13は上向き流路5と下向き
流路6とを連通している。 本体1とふた2とを嵌合装着するとき、本体1の上向き
流路5の上面にステンレス製薄板のダイヤフラム9を設
けて、その外周部を本体1の段差部12とふた2の外周部
下面とで密封的に挟持する。この挟持をするには本体上
部の外周部におねじを切り、このおねじに螺合するふた
押えナット10を螺合締め付けることによって行う。 ダイヤフラム9はステンレス製の薄板を1ないし10枚重
ね合わせて形成し、上記ステンレス製の薄板を重ね合わ
せた最下段の下面にAl、Cu、Ag、Au等のダイヤフラム9
の材質より柔らかい金属が5ないし10μの厚さ電気メッ
キしてある。このメッキは最下段の下面と最上段の上面
に施しても良く、又各ステンレス製ダイヤフラムの夫々
の少なくとも外周部上下面に施しても良い。 そしてダイヤフラムの中央部は上部側へ膨らませた大き
な曲率半径を持つ部分球殻形状をしている。ふた2の中
央には弁棒8が貫通する貫通孔を有しており、この貫通
部においてふた2と弁棒8とがねじ接合、螺合してい
る。弁棒8の上部にはハンドル11が着脱自在に固定さ
れ、ハンドル11を回転することによって弁棒8が上下に
移動する。 弁棒8の最下端面はダイヤフラム9の上面と面接触して
おり、弁棒8に固定したハンドル11を回転して弁棒8を
下げることによってダイヤフラム9も同時に押し下げ
る。押し下げられたダイヤフラムは最後に上向き流路5
の上部に装着した弁座7と圧着して弁は全閉状態とな
る。この後、弁棒8をハンドルの回転によって上昇させ
るとダイヤフラム9が弁棒8に追随して上昇する。即ち
ダイヤフラム9の保有している弾性力によってダイヤフ
ラム9は流通口を開く。 このダイヤフラム9を弁棒8によって押し下げ全閉状態
にしてこの後弁棒8を上昇してダイヤフラム9を上昇さ
せて弁を開にするとき、ダイヤフラム9が弁棒に追随す
るダイヤフラム9の形状について第2図ないし第4図を
用いて説明する。 第2図は本実施例のダイヤフラム9の形状を示す縦断面
図で、大きな曲率を持った部分球殻形状である。第2図
において、ダイヤフラムの曲率半径をR、ダイヤフラム
の板厚をt、ダイヤフラムの曲率中心とダイヤフラムの
球殻端の両端を結んだ直線のなす角度を2βとする。 次に第3図のごとく、このダイヤフラム9を弁棒8によ
りPKgの荷重で押したときのダイヤフラムの変位量をδm
mとする。荷重Pとダイヤフラムの板厚tmmと角度βrad
で表されるαの値を種々変えたとき(αをパラメータと
したとき)Pとδの関係は第4図の通りである。ここで
αはR・β2/tであり、ダイヤフラム9の板厚tはダイ
ヤフラムの曲率半径Rより十分小さいステンレス製の薄
板で、この薄板を複数枚重ね合わせてある。 第4図の各曲線は、上式におけるα=2.1、α=5.37、
α=6.27の3種類のダイヤフラム9に荷重PKgを掛けた
ときのこれらのダイヤフラム9の変位量δmmを示し、図
の曲線はダイヤフラムの外周挟着部を結ぶ位置より下方
まで変形させた状態を示している。 図において、α=2.1、α=5.37、α=6.27の3種類の
ダイヤフラムに各々荷重5Kgをかけたときのこれらの変
位量δは各々δ1、δ2、δ3である。ここでダイヤフ
ラム9の変位量δが大きいと、このダイヤフラム9は弁
棒8に追随して変位出来る最大変位量が大きいことを示
し、δ2、δ3はδ1より倍以上のリフトを有してい
る。この最大変位量δが大きいと弁の全開状態での流量
が大きくとれ、流過抵抗が小さくとれることを意味す
る。 図において、α=2.1のダイヤフラム9は全変位量に渡
って荷重Pが大きくなるにつれて変位量δも増す比例関
係を示している。これに対してα=5.37およびα==6.
27のダイヤフラム9は、各々の変位量δが0.2mmのA点
まで荷重Pが大きくなるにつれて変位量δも増すが、変
位量δがA点以降B点まではA点の荷重より小さい荷重
Pで変位量δが増している。 ここでδ=6.27のダイヤフラム9は変位量δがCからD
の領域において荷重Pがマイナスになっている。このこ
とはα=6.27のダイヤフラム9に荷重Pをかけ、このダ
イヤフラム9の変位量δを大きくしていき、荷重Pが0
となるC点まで来ると、以降荷重Pをかけなくとも変位
量がD点まで増すことを意味する。従ってC点を越えて
後、荷重Pを解除してもダイヤフラム9の変位量δは元
の0点に戻らない。即ち弁開閉時に弁棒8でダイヤフラ
ム9を押し下げ、次に弁棒8を上昇させてもダイヤフラ
ム9は弁棒9に追随せず、弁としての機能を果さなくな
る。 特に本発明では、ダイヤフラムの荷重−変位特性が負の
領域を持たないことが弁開閉に係る根本的な問題であ
り、ダイヤフラム9の荷重−変位曲線が正の領域内であ
る時をダイヤフラム9の弾性変形域と呼ぶ。 従ってダイヤフラム9の形状を選定する場合には、変形
量δが大きく取れ、荷重Pが負の領域を持たない様に気
を付けねばならない。またダイヤフラム9の外周部挟着
位置と弁座7との位置関係も、上記変位量δを考慮して
ダイヤフラムの弾性領域内で変形が行われる様にしなけ
ればならない。 以上の説明からダイヤフラム9はαが5.37付近より小さ
く且つ変位量δが大きいほうが弁のリフトが大きく弁の
流過抵抗が小さく取れるので弁として適している。従っ
て本発明ではダイヤフラム9の荷重−変位特性が極大値
と極小値とを有し、且つ極小値が正の荷重であるダイヤ
フラムを用いている。ここでα=5.4とすると、 α=R・β2/t=5.4である。第2図におけるダイヤフラ
ム9の外周を挟持する挟着部の直径をφKとすると、2R
・sinβ=Kであるから、R=K/2・sinβとなり、 α=R・β2/t=(K/2sinβ2)・(β2/t)=5.4であ
るから、 (K/2t)・(β2/sinβ)=5.4となる。 この式より、ダイヤフラム挟着部の直径φK及びダイヤ
フラム9の板厚tが決まるとβが決まり、φK及びtが
決まると弁棒8に追随するダイヤフラム9の曲率半径R
を決めることが出来る。 本実施例では弁棒8をハンドル11の回転によって駆動し
ているが、空圧や磁力等によって駆動させても良い。 本実施例による金属ダイヤフラム弁はダイヤフラム周辺
部に施した軟質金属のメッキによってダイヤフラムの挟
着部がシールされる。更に金属製のダイヤフラムと金属
製の弁座面でシールされ開閉される。このため弁内部に
合成樹脂等の金属以外の部品がなく、流体中に異物が混
入する恐れやシール性が劣化する恐れがない。更にダイ
ヤフラムは、自己弾性復帰する性質を備えたダイヤフラ
ムの中でも特に変位量が大きいので、弁棒に追随して開
閉出来る開閉リフトが大きい、流量が大きく流過抵抗が
小さいダイヤフラム弁を得ることが出来る。またダイヤ
フラムを復帰させるためのスプリング等を設ける必要が
ないのでデッドスペースが少なく、摩擦金属粉の発生が
ないクリーンな弁が得られる。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. Reference numeral 1 is a main body of the diaphragm valve, which is configured as follows. An inflow port 3 is formed on the left side, an outflow port 4 is formed on the right side, an upward flow path 5 that is connected to the inflow port and faces upward in the flow direction is formed in the central portion, and an outflow port 4 is formed on the outflow side of the upward flow path 5. A downward flow path 6 is formed which is connected and whose flow direction is downward. A valve seat 7 is provided at the upper end of the upward flow path 5, and the upper surface of the valve seat 7 is plated with a soft metal such as Al, Cu, Ag, and Au. The upper part of the valve body is open and the lid 2 of the body 1
The main body 1 as a stopper for the fitted lid
A step (12) is formed at the fitting portion of. By fitting and mounting the lid 2 on the main body 1, a fluid chamber 13 is formed between the upper portion of the main body 1 and the lid 2, and the fluid chamber 13 connects the upward flow path 5 and the downward flow path 6 to each other. . When the main body 1 and the lid 2 are fitted and mounted, a diaphragm 9 made of a thin stainless plate is provided on the upper surface of the upward flow path 5 of the main body 1, and the outer peripheral portion of the diaphragm portion 12 and the lower surface of the outer peripheral portion of the lid 2 are provided. Hold it in a sealed manner with. This clamping is performed by cutting a screw on the outer peripheral portion of the upper part of the main body and screwing and tightening a lid holding nut 10 that is screwed onto this male screw. The diaphragm 9 is formed by stacking 1 to 10 stainless steel thin plates, and the diaphragm 9 made of Al, Cu, Ag, Au, etc. is formed on the lower surface of the bottom of the stack of the above stainless steel thin plates.
The metal, which is softer than the above material, is electroplated to a thickness of 5 to 10μ. This plating may be applied to the lower surface of the lowermost step and the upper surface of the uppermost step, or may be applied to at least the outer peripheral upper and lower surfaces of each stainless steel diaphragm. The central portion of the diaphragm is in the shape of a partial spherical shell having a large radius of curvature which is inflated to the upper side. The lid 2 has a through hole through which the valve rod 8 penetrates, and the lid 2 and the valve rod 8 are screw-joined and screwed to each other at this through-hole. A handle 11 is detachably fixed to the upper portion of the valve rod 8, and the valve rod 8 moves up and down by rotating the handle 11. The lowermost end surface of the valve rod 8 is in surface contact with the upper surface of the diaphragm 9, and the handle 11 fixed to the valve rod 8 is rotated to lower the valve rod 8 to push down the diaphragm 9 at the same time. The diaphragm pushed down is finally in the upward flow path 5
The valve is fully closed by pressing the valve seat 7 attached to the upper part of the valve. After that, when the valve rod 8 is raised by rotating the handle, the diaphragm 9 follows the valve rod 8 and rises. That is, the diaphragm 9 opens the flow port due to the elastic force of the diaphragm 9. When the diaphragm 9 is pushed down by the valve rod 8 to a fully closed state and then the valve rod 8 is raised to raise the diaphragm 9 to open the valve, the shape of the diaphragm 9 that the diaphragm 9 follows the valve rod will be explained. This will be described with reference to FIGS. 2 to 4. FIG. 2 is a vertical sectional view showing the shape of the diaphragm 9 of this embodiment, which is a partial spherical shell shape having a large curvature. In FIG. 2, the radius of curvature of the diaphragm is R, the plate thickness of the diaphragm is t, and the angle formed by the straight line connecting the center of curvature of the diaphragm and both ends of the spherical shell end of the diaphragm is 2β. Next, as shown in FIG. 3, when the diaphragm 9 is pushed by the valve rod 8 with a load of PKg, the displacement of the diaphragm is δm.
Let m. Load P, diaphragm thickness tmm and angle βrad
The relationship between P and δ when the value of α represented by is variously changed (when α is used as a parameter) is as shown in FIG. Here, α is R · β 2 / t, the plate thickness t of the diaphragm 9 is a stainless steel thin plate sufficiently smaller than the radius of curvature R of the diaphragm, and a plurality of these thin plates are superposed. The curves in FIG. 4 are as follows: α = 2.1, α = 5.37,
The displacement amount δmm of these diaphragms 9 when the load PKg is applied to the three kinds of diaphragms 9 with α = 6.27 is shown, and the curve in the figure shows the state deformed below the position connecting the outer peripheral clamps of the diaphragms. ing. In the figure, the displacement amounts δ when a load of 5 kg is applied to each of the three types of diaphragms α = 2.1, α = 5.37, and α = 6.27 are δ1, δ2, and δ3, respectively. Here, when the displacement amount δ of the diaphragm 9 is large, this diaphragm 9 indicates that the maximum displacement amount that can be displaced following the valve rod 8 is large, and δ2 and δ3 have a lift more than twice that of δ1. If this maximum displacement amount δ is large, it means that the flow rate in the fully opened state of the valve can be large and the flow resistance can be small. In the figure, the diaphragm 9 with α = 2.1 shows a proportional relationship in which the displacement amount δ increases as the load P increases over the entire displacement amount. On the other hand, α = 5.37 and α == 6.
The 27 diaphragm 9 has a displacement amount δ that increases as the load P increases up to the point A where the displacement amount δ is 0.2 mm, but the displacement P is smaller than the load at the point A from the point A to the point B. The displacement amount δ increases. Here, the displacement amount δ of the diaphragm 9 with δ = 6.27 is from C to D.
The load P is negative in the region of. This means that the load P is applied to the diaphragm 9 with α = 6.27, and the displacement amount δ of this diaphragm 9 is increased, so that the load P is 0.
When the point C is reached, the displacement amount increases up to the point D without applying the load P thereafter. Therefore, after the point C is exceeded, even if the load P is released, the displacement amount δ of the diaphragm 9 does not return to the original 0 point. That is, even when the diaphragm 9 is pushed down by the valve rod 8 when the valve is opened and closed and the valve rod 8 is then raised, the diaphragm 9 does not follow the valve rod 9 and the valve function is lost. Particularly in the present invention, the fact that the load-displacement characteristic of the diaphragm does not have a negative region is a fundamental problem related to valve opening and closing. When the load-displacement curve of the diaphragm 9 is within the positive region, It is called the elastic deformation zone. Therefore, when selecting the shape of the diaphragm 9, care must be taken so that the deformation amount δ can be large and the load P does not have a negative region. Further, the positional relationship between the outer peripheral portion clamping position of the diaphragm 9 and the valve seat 7 must also be set so as to be deformed within the elastic region of the diaphragm in consideration of the displacement amount δ. From the above description, the diaphragm 9 is suitable as a valve when α is smaller than around 5.37 and the displacement amount δ is large because the valve lift is large and the flow resistance of the valve is small. Therefore, in the present invention, the diaphragm is used in which the load-displacement characteristic of the diaphragm 9 has a maximum value and a minimum value, and the minimum value is a positive load. Here, if α = 5.4, then α = R · β 2 /t=5.4. Let φK be the diameter of the sandwiching part that sandwiches the outer periphery of the diaphragm 9 in FIG.
Since sinβ = K, R = K / 2 · sinβ, and α = R · β 2 / t = (K / 2sinβ 2 ) · (β 2 /t)=5.4, so (K / 2t)・ (Β 2 / sin β) = 5.4. From this equation, β is determined when the diameter φK of the diaphragm clamping portion and the plate thickness t of the diaphragm 9 are determined, and when φK and t are determined, the radius of curvature R of the diaphragm 9 that follows the valve rod 8 is determined.
You can decide. Although the valve rod 8 is driven by the rotation of the handle 11 in this embodiment, it may be driven by pneumatic pressure or magnetic force. In the metal diaphragm valve according to this embodiment, the sandwiching portion of the diaphragm is sealed by the soft metal plating applied to the peripheral portion of the diaphragm. Further, the metal diaphragm and the metal valve seat surface seal and open / close. Therefore, there is no component other than metal such as synthetic resin inside the valve, and there is no risk of foreign matter entering the fluid or deterioration of the sealing performance. Further, since the diaphragm has a large displacement amount among the diaphragms having the property of self-elastic return, it is possible to obtain a diaphragm valve having a large opening and closing lift capable of opening and closing following the valve rod, a large flow rate, and a small flow resistance. . Further, since it is not necessary to provide a spring or the like for returning the diaphragm, there is little dead space, and a clean valve without friction metal powder is obtained.
本発明のダイヤフラム弁は、自己弾性復帰する性質を備
えたダイヤフラムの中でも、特に変位量を大きくとれる
ダイヤフラムである。このため弁棒に追随して開閉出来
る開閉リフトが大きく、流量が大きく流過抵抗が小さい
ダイヤフラム弁を得ることが出来る。またダイヤフラム
に施した金属メッキによってダイヤフラムの挟着部がシ
ールされる。 このため弁内部に合成樹脂等の金属以外の部品がなく、
流体中に異物が混入する恐れやシール性が劣化する恐れ
がない。またダイヤフラムを復帰させるためのスプリン
グ等を設ける必要がないのでデッドスペースが少なく、
摩擦金属粉の発生がないクリーンな弁が得られる。The diaphragm valve of the present invention is a diaphragm capable of taking a large amount of displacement among the diaphragms having the property of self-elastically returning. Therefore, it is possible to obtain a diaphragm valve having a large opening / closing lift capable of opening and closing following the valve rod, a large flow rate, and a small flow resistance. Further, the metal plating applied to the diaphragm seals the sandwiched portion of the diaphragm. Therefore, there are no parts other than metal such as synthetic resin inside the valve,
There is no risk of foreign matter entering the fluid or deterioration of the sealing performance. Also, since there is no need to provide a spring for returning the diaphragm, there is little dead space,
A clean valve that does not generate friction metal powder can be obtained.
第1図は本発明の一実施例を示す弁開時の縦断面図、第
2図はダイヤフラムの縦断面図、第3図は弁棒でダイヤ
フラムを押し下げているときの縦断面図、第4図はダイ
ヤフラムにかかる荷重と変位量の関係を表す図、第5図
は従来のダイヤフラム弁の縦断面図である。FIG. 1 is a vertical sectional view showing an embodiment of the present invention when a valve is opened, FIG. 2 is a vertical sectional view of a diaphragm, and FIG. 3 is a vertical sectional view when a diaphragm is pushed down by a valve rod. The figure shows the relationship between the load applied to the diaphragm and the amount of displacement, and FIG. 5 is a vertical cross-sectional view of a conventional diaphragm valve.
1……本体、2……ふた、5……上向き流路、 8……弁棒、9……ダイヤフラム、P……荷重、 δ……変位 1 ... Main body, 2 ... Lid, 5 ... Upward flow passage, 8 ... Valve rod, 9 ... Diaphragm, P ... Load, δ ... Displacement
Claims (1)
して弁の弁座に対向して配置し、該ダイヤフラムの中央
部を弁座方向に変位させる負荷手段をダイヤフラムに対
して弁座とは反対側に設け、該負荷手段の印加によって
ダイヤフラムを弁座に当接させ、負荷手段の解除によっ
てダイヤフラムを原形状に自己復帰させて弁の開閉を行
うダイヤフラム弁において、 前記ダイヤフラムは中央部が弁座と離れる方向に大きな
曲率半径を持つ部分球殻形状に膨らみ、少なくとも周辺
部にダイヤフラムの材質より柔らかい金属をメッキした
金属製薄板からなり、該ダイヤフラムの荷重−変位特性
は極大値と極小値とを有し、且つ極小値は正の荷重であ
ることを特徴とする金属ダイヤフラム弁。Claim: What is claimed is: 1. A load seat, which is disposed to face the valve seat of the valve by hermetically sandwiching the outer periphery of the diaphragm with the valve, and which displaces the central part of the diaphragm in the valve seat direction with respect to the valve seat. A diaphragm valve which is provided on the opposite side to the valve seat by applying load means to the valve seat and causes the diaphragm to return to its original shape by releasing the load means to open and close the valve. Is a partial spherical shell shape with a large radius of curvature in the direction away from the valve seat, and consists of a metal thin plate plated with a metal softer than the material of the diaphragm at least in the peripheral part, and the load-displacement characteristics of the diaphragm are maximum and minimum. And a minimum value is a positive load, a metal diaphragm valve.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62181320A JPH0674850B2 (en) | 1987-07-21 | 1987-07-21 | Metal diaphragm valve |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62181320A JPH0674850B2 (en) | 1987-07-21 | 1987-07-21 | Metal diaphragm valve |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4187943A Division JP2573775B2 (en) | 1992-07-15 | 1992-07-15 | Metal diaphragm valve |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6426073A JPS6426073A (en) | 1989-01-27 |
| JPH0674850B2 true JPH0674850B2 (en) | 1994-09-21 |
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ID=16098618
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62181320A Expired - Lifetime JPH0674850B2 (en) | 1987-07-21 | 1987-07-21 | Metal diaphragm valve |
Country Status (1)
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-
1987
- 1987-07-21 JP JP62181320A patent/JPH0674850B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6426073A (en) | 1989-01-27 |
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